【正文】 現(xiàn)通信的方法比調(diào)用 API 函數(shù)的方法更加方便，快捷，而且用較少的代碼可以實(shí)現(xiàn)相同的功能，從而使編程效率大大提高。雙方為了進(jìn)行通信，必須遵守一定的通信規(guī)則，這個(gè)共同的規(guī)則就是通信端口的初始化。 串行通信的傳輸受到通信雙方硬件配備性能及通信線路的特性控制，收發(fā)雙方必須按照同樣的速度進(jìn)行串行通信，即收發(fā)雙方采用同樣的波特率。例如，在某異步串行通信中，每傳送一個(gè) 字符需要 8 位，如果采用波特率為 4800bit/s 進(jìn)行傳送，則每秒可傳送 600個(gè)字符。當(dāng)使用字符型時(shí)，工業(yè)界使用到的有 ASCII 字符碼及 JIS 字符碼。以實(shí)際的 RS232 傳輸上看來，由于工業(yè)上常使用的 PLC大多只是傳送文字碼，因此只要 7 位就可以將 ASCII 碼的 0127 碼表達(dá)出來（共有 128 種組合方式），所有的可見字符也落在此范圍內(nèi)，所以只要 7 個(gè)數(shù)據(jù)位就夠了。 6 由于異步串行傳輸中并沒有使用同步脈沖作基準(zhǔn)，故接收端完全不知道發(fā)送端何時(shí)將進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，發(fā)送端準(zhǔn)備要開始傳送數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送端會(huì)在所送出的字符前后分別加上高電位的起始位（邏輯 0）及地點(diǎn)為的停止位（邏輯 1），它們分別是所謂的起始位與停止位。接收端會(huì)因起始位的觸發(fā)（因電壓 由低電位升至高電位）而開始接受數(shù)據(jù)，并因停止位的通知（因電壓維持在低電位）而明確數(shù)據(jù)的字符信號(hào)已經(jīng)結(jié)束。該如何選擇呢？只要通信雙方協(xié)議通過即可，沒有強(qiáng)制規(guī)定。校驗(yàn)位是用來檢查所傳送數(shù)據(jù)正確性的一種核對(duì)碼，又分成奇校驗(yàn)與偶校驗(yàn)兩種，分別是檢查字符碼中 1 的數(shù)目是奇數(shù)或偶數(shù)。同樣的，校驗(yàn)位是奇數(shù)、校驗(yàn)時(shí)，“ A”的校驗(yàn)位便是 1，使 1 的數(shù)目保持在奇數(shù)。如果新的計(jì)算值有誤，那么接收端就會(huì)收到一些指示，表示此次接受的數(shù)據(jù)有誤。該控件在 windows\system 目錄下。通過使用 MSComm 通訊控件 ，可以簡(jiǎn)單高效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通訊， 而不必調(diào)用低級(jí)的 API函數(shù) ，從而使編程效率大大提高， 也降低了因編程不當(dāng)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。新建工程如圖 21 所示。 8 圖 22 加入 MSComm 控件 單擊 確定 關(guān)閉 部件 對(duì)話框。如圖 23所示 圖 23 添加 MSComm 控件 9 （ 3) MSComm 控件的屬性 名稱 功能 CommPort 設(shè)置并返回通訊端口號(hào)，通訊端口范圍為 116 InBufferSize 設(shè)置并返回接收緩沖區(qū)的大小，以字節(jié)數(shù)為單位 InputMode 設(shè)置并返回?cái)?shù)據(jù)輸入方式 ComInputModeBinary 數(shù)據(jù)通過 Input 屬性以二進(jìn)制形式取回 InputModeText 數(shù)據(jù)通過 Input 屬性以文字形式取回 OutBufferSize 設(shè)置并返回輸出緩沖區(qū)的大小 ，字節(jié)數(shù)為單位 Rthreshold 設(shè)置并返回要接收的字符數(shù)。以字符串形式設(shè)置或返回波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位四個(gè)參數(shù)、其格式為“ BBBB， P， D， S” 其中 BBBB 為波特率， P為奇偶校驗(yàn)方式， D為數(shù)據(jù)位數(shù)， S 為停止位數(shù)。 CommEvent 屬性存有該錯(cuò)誤或事件的數(shù)值代碼 HandShaking 指定通訊雙方的握手協(xié)議 ComNone 0 沒有握手協(xié)議 ComXonXoff 1 Xon/Xoff 握手協(xié)議 ComRTS 2 RTS/CTS 握手協(xié)議 ComRTSXonXoff 3 RTS 和 Xon/Xoff 握手協(xié)議 Vb 與 plc通信 可編程邏輯控制器（簡(jiǎn)稱 PLC）主要為現(xiàn)場(chǎng)控制而設(shè)計(jì)的，其人 機(jī)界面主要是開關(guān)，按鈕，指示燈等。但是 PLC 也有不易顯示各種實(shí)時(shí)圖表 /曲線（趨勢(shì)線）和漢字，無良好的用戶界面，不便于監(jiān)控等缺陷。計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)可以提供良好的人機(jī)界面，進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，進(jìn)行程序編制，參數(shù)設(shè)定和修改，數(shù)據(jù)采集等，既能保證系 統(tǒng)性能，又能使系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，便于生產(chǎn)過程的有效監(jiān)督。用一臺(tái)計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）去監(jiān)控下位機(jī)（ PLC） ,這就要求 PC 與 PLC 之間穩(wěn)定，可靠的數(shù)據(jù)通信。 圖 24 三菱某型號(hào) PLC PC 與 PLC 串口通信程序設(shè)計(jì)的目的 PC 與 PLC 串口通信的線路連接方法。 PC 與 PLC 串口通信程序設(shè)計(jì)用的軟 、 硬件 本設(shè)計(jì)用到的硬件和軟件清單如表 21所示。 圖 25 PC 與 PLC 串口通信程序設(shè)計(jì)硬件線路圖 PC 端（上位機(jī)） VB 程序 COM1 Y0 Y3 Y10 Y13 Y20 Y23 編程口 FX3U PLC X7 X6 X5 X4 X3 X1 X0 COM N L 轉(zhuǎn)換器 脈沖 方向 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 脈沖 方向 脈沖 方向 SC09 編程電纜 RS232 DC24V —— AC220V + PC COM1 12 運(yùn)行 VB，創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)的工程項(xiàng)目文件，設(shè)計(jì)程序窗體。 設(shè)計(jì)的程序界面如圖 26所示。 表 22 窗體、控件對(duì)象的主要屬性設(shè)置 控件類型 名稱 主要屬性 功能 Form Form1 Caption=VB 與 PLC串口通信 窗體標(biāo)題欄顯示程序名稱 CommandButton Command1 Caption=向上運(yùn)動(dòng) 按下按鈕 電機(jī)向上運(yùn)動(dòng) CommandButton Command2 Caption=向下運(yùn)動(dòng) 按下按鈕 電機(jī)向下運(yùn)動(dòng) MSComm MSComm1 在程序中設(shè)置 串口參數(shù)設(shè)置 ： 程序初始化 13 Private Sub Form_Load() = 1 \\ 通信口 = 9600,e,7,1 \\ 串口參數(shù)設(shè)置 = 0 \\握手信號(hào) = 0 = 0 = 0 = True \\打開串口 End Sub 向上運(yùn)動(dòng)的按鈕按下，步進(jìn)電機(jī)向上運(yùn)動(dòng) Private Sub Command1_MouseDown(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) = Chr(2) + 73209 + Chr(3) + 08 End Sub Private Sub Command1_MouseUp(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) = Chr(2) + 83209 + Chr(3) + 09 End Sub 向下運(yùn)動(dòng)的按鈕按下，步進(jìn)電機(jī)向下運(yùn)動(dòng) Private Sub Command2_MouseDown(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) = Chr(2) + 73309 + Chr(3) + 09 End Sub Private Sub Command2_MouseUp(Button As Integer, Shift As Integer, X As Single, Y As Single) = Chr(2) + 83309 + Chr(3) + 0A End Sub \\ 在 VB 控制 PLC 中，以 =Chr （ 2） +“ 73209” +Chr（ 3） +“ 08”為例： 14 Chr（ 2） +“字符串” +Chr（ 3） 表示串口輸出 “ 73209”中，“ 7”表示置位，即 PLC 的常開觸點(diǎn)閉合。 “ 08”表示奇偶校驗(yàn)位。 15 第 3 章 步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)的區(qū)別 步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)性能比較 ， 步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動(dòng)的裝置，它和現(xiàn)代數(shù) 字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異。 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 176。五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 176。也有一些高性能的 步進(jìn)電機(jī)步距角更小。；德國(guó)百格拉公司（ BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為 176。、 176。、176。、 176。兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn) 2500 線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為 360176。對(duì)于帶 17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收217=131072 個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為 360176。是步距角為 176。 步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。 交流 伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。 16 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在 300～ 600RPM。 步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信 號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下 MSMA 400W 交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000RPM 僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（ VR）、永磁式步 進(jìn)電機(jī)（ PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（ HB）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。 伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的 U/V/W 三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁 17 場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。步進(jìn)適用在低速 。無論是工農(nóng)生產(chǎn)還是日常生活的家用電器，都大量使用著各種各樣的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)發(fā)展得力于傳感器技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，微電子技術(shù)，永磁材料技術(shù)，電力電子技術(shù)，微機(jī)應(yīng)用技術(shù)等。 步進(jìn)電機(jī)的工作原理 步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，其工作的基本原理在于將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移進(jìn)行輸出。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接受到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)計(jì)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。 步進(jìn)電機(jī)在機(jī)電控制中是一種長(zhǎng)用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其原理是通過對(duì)它每相線圈中的電流和順序切換來讓電機(jī)做步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)。通俗地說，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按原來設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（步進(jìn)角）。同時(shí)通過控制發(fā)出脈沖的頻率來控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 PM 一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為 度； VR 一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為 度，但噪聲和振動(dòng)都很大。 HB 是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。這種步進(jìn)應(yīng)用最為廣泛 。電機(jī)出廠時(shí)給出了一個(gè)步矩角的值。它不 18 一定是電機(jī)實(shí)際工作時(shí)的真正步矩角，真正的步矩角和驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。電機(jī)相數(shù)不同，它的步矩角也不相同，一般二相電機(jī)的步矩角為 ，三相的為 ，五相的為 。如果使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，則“相數(shù)”就變得沒有意義。 ：是指步進(jìn)電機(jī)通電但沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子鎖住轉(zhuǎn)子的力矩。通常步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)的力矩接近保持轉(zhuǎn)矩。所以保持轉(zhuǎn)矩就成了衡量步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)之一。 步進(jìn)電機(jī)的一 些特點(diǎn) 1． 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的 3%5%，且不累積。 3． 步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的升高而下降。頻率越來越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。 5． 步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動(dòng)，并伴有嘯叫聲。在有負(fù)載的情況下，啟動(dòng)頻率應(yīng)更低。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其顯著地特點(diǎn)，在數(shù)字化制造時(shí)代發(fā)揮重大的用途。 19 本設(shè)計(jì)所使用的步進(jìn)電機(jī) BSHB 三相混合式步進(jìn)電機(jī)，采用交流伺服控制原理，三相正弦電流驅(qū)動(dòng)，具有高轉(zhuǎn)矩、低震動(dòng)、發(fā)熱小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行性能較二相、五相混合式步進(jìn)電機(jī)有了全面的提高，運(yùn)行效果可與進(jìn)口電機(jī)相媲美。 圖 31 步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部結(jié)